一种烧结毡的制作工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种烧结毡的制作工艺，包括以下步骤：将不锈钢纤维毛毡通过输送推车输送至卧室真空烧结炉内，而后将真空烧结炉内的温度上升至400?500℃，上升完成后保持加热温度1h?3h，而后降温至常温进行低温烧结处理，得到初态烧结毡；采用液压机将初态烧结毡进行压缩，而后再将压缩完成的初态烧结毡至于真空烧结炉中，而后将真空烧结炉内的温度缓慢提升至800?950℃，提升完成后保持加热温度30?45min，进行加热烧结，最后冷却至常温，即得到本发明的烧结毡；该方法不仅能实现不锈钢纤维之间牢固的冶金结合，还能够有效地避免纤维内部晶粒的粗化，从而使不锈钢纤维烧结毡的力学性能显著提高。
【专利说明】
一种烧结毡的制作工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种烧结租的制作工艺。
【背景技术】
[0002]不锈钢纤维烧结毡是一种多功能化轻质多孔材料，广泛应用于过滤分离、吸声降噪、冲击能量吸收等领域，其拉伸以及压缩性能直接影响服役过程中的可靠性。然而目前这种材料存在断裂强度低、压缩能量吸收能力差等缺点，制约着其在各种苛刻服役条件下的应用。
[0003]不锈钢纤维烧结毡的关键制作过程包括气流铺毡过程以及高温烧结过程，后者是保证金属纤维间形成冶金结合，保证金属纤维毡力学性能的关键步骤。不锈钢纤维烧结毡的常规烧结工艺是将未经压缩的不锈钢纤维毛毡直接放置于真空炉中，在温度为1200°C?1300°C的条件下保温2h?3h，使其烧结成为具有一定孔隙度的纤维烧结毡。由于该工艺的烧结温度过高，保温时间过长，不锈钢纤维内部的晶粒容易粗化，显著降低了不锈钢纤维烧结毡的力学性能。除此之外，由于不锈钢纤维毡中纤维的长径比大，互相缠绕约束，致使纤维毡在烧结过程中整体收缩缓慢，难以在烧结过程中收缩到设定的孔隙度，特别是当设定的孔隙度小于85%时，一般都需要将烧结后获得的金属纤维烧结毡用液压机继续压缩至设定的孔隙度，这进一步降低了材料的力学性能，增加了生产工序，降低了材料性能的稳定性。例如，中国专利文献号CN102068857A记载了一种金属纤维毡的生产方法，其特征在于:直接将金属纤维毛毡叠加后放入真空烧结炉中烧结，烧结温度为1100°C?15000C，保温时间为Ih?5h，冷却降温后得到一定孔隙度的金属纤维毡，最后将烧结后的金属纤维毡经过乳机压制后调节厚度，得到规定厚度的金属纤维毡成品。中国专利文献号CN104289717A记载了一种铜纤维毡的预压缩烧结方法，将纤维装入模具并手工预压缩至设定孔隙度然后真空烧结，获得烧结金属纤维毡。虽然这种方法适用于切削态纤维多孔材料的制备，但由于集束拉拔态的不锈钢纤维具有较大的弹性，压缩抗力较大，难以手工直接压缩，并且压缩力卸除后材料会发生反弹，导致模具变形。因此该方案不能应用于不锈钢纤维烧结毡的制备。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种烧结毡的制作工艺，该方法不仅能实现不锈钢纤维之间牢固的冶金结合，还能够有效地避免纤维内部晶粒的粗化，从而使不锈钢纤维烧结毡的力学性能显著提高。
[0005]为解决上述问题，本发明采用如下技术方案:
一种烧结毡的制作工艺，包括以下步骤:
I)将不锈钢纤维毛毡通过输送推车输送至卧室真空烧结炉内，而后关闭真空烧结炉的炉门，将真空烧结炉的内部抽真空，真空度<0.1Pa，而后将真空烧结炉内的温度上升至400-500°C，上升完成后保持加热温度lh-3h，保持完成后降温至100-150摄氏度，保持降温温度10-25min，而后降温至常温进行低温烧结处理，常温为10-26°C，得到初态烧结毡； 2)采用液压机将步骤I)中所得到的初态烧结毡进行压缩，直至初态烧结毡的孔隙率下降至50%-60%，而后再将压缩完成的初态烧结毡至于真空烧结炉中，关闭炉门，将真空烧结炉的内部抽真空，真空度<0.01Pa，而后将真空烧结炉内的温度缓慢提升至800-950°C，提升完成后保持加热温度30-45min，进行加热烧结，保温完成后，将真空烧结炉的炉内温度下降至300-450°C，保持10-15min后再将真空烧结炉的炉内温度下降至200-250°C，保持5-lOmin，最后冷却至常温，即得到本发明的烧结毡。。
[0006]优选地，步骤I)中的不锈钢纤维毛毡的直径小于8微米，所述不锈钢纤维毛毡的长度小于100微米。
[0007]优选地，步骤I)中的真空度为0.05Pa。
[0008]优选地，步骤I)中的真空度为0.06Pa。
[0009]优选地，步骤I)中的真空度为0.008Pa。
[0010]本发明的有益效果是:
1、本发明在对不锈钢纤维毛毡进行高温烧结前，预先将不锈钢纤维毛毡进行低温烧结处理，低温烧结处理有效消除纤维内部弹性应力。
[0011]2、本发明研究发现，不锈钢纤维毛毡，尤其是集束拉拔态纤维制成的不锈钢纤维毛毡，能在低温短时保温下完成烧结，其主要原因是由于在拉拔过程中纤维内部产生了高密度位错，在烧结时通过位错滑移等机制使得纤维烧结结点周围的原子快速流动促进了烧结结点的快速生长。通过上述的低温烧结工艺既降低了预压缩需要的压制力，又防止了卸压后材料的反弹变形，还保证了后续低温短时烧结过程中纤维内部高密度位错对烧结的促进作用。从而实现了材料的低温短时烧结。
[0012]3、本发明不仅能够实现纤维之间牢固的冶金结合，还避免了纤维内部晶粒的粗化，从而提高了不锈钢纤维烧结毡的力学性能。
【具体实施方式】
[0013]下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0014]一种烧结毡的制作工艺，包括以下步骤:
1)将不锈钢纤维毛毡通过输送推车输送至卧室真空烧结炉内，而后关闭真空烧结炉的炉门，将真空烧结炉的内部抽真空，真空度<0.1Pa，而后将真空烧结炉内的温度上升至400-500°C，上升完成后保持加热温度lh-3h，保持完成后降温至100-150摄氏度，保持降温温度10-25min，而后降温至常温进行低温烧结处理，常温为10-26°C，得到初态烧结毡；
2)采用液压机将步骤I)中所得到的初态烧结毡进行压缩，直至初态烧结毡的孔隙率下降至50%-60%，而后再将压缩完成的初态烧结毡至于真空烧结炉中，关闭炉门，将真空烧结炉的内部抽真空，真空度<0.01Pa，而后将真空烧结炉内的温度缓慢提升至800-950°C，提升完成后保持加热温度30-45min，进行加热烧结，保温完成后，将真空烧结炉的炉内温度下降至300-450°C，保持10-15min后再将真空烧结炉的炉内温度下降至200-250°C，保持5-lOmin，最后冷却至常温，即得到本发明的烧结毡。
[0015]步骤I)中的不锈钢纤维毛毡的直径小于8微米，所述不锈钢纤维毛毡的长度小于10微米。
[0016]步骤I)中的真空度为0.05Pa。
[0017]步骤I)中的真空度为0.06Pa。
[0018]步骤I)中的真空度为0.008Pa。
[0019]本发明的有益效果是:
1、本发明在对不锈钢纤维毛毡进行高温烧结前，预先将不锈钢纤维毛毡进行低温烧结处理，低温烧结处理有效消除纤维内部弹性应力。
[0020]2、本发明研究发现，不锈钢纤维毛毡，尤其是集束拉拔态纤维制成的不锈钢纤维毛毡，能在低温短时保温下完成烧结，其主要原因是由于在拉拔过程中纤维内部产生了高密度位错，在烧结时通过位错滑移等机制使得纤维烧结结点周围的原子快速流动促进了烧结结点的快速生长。通过上述的低温烧结工艺既降低了预压缩需要的压制力，又防止了卸压后材料的反弹变形，还保证了后续低温短时烧结过程中纤维内部高密度位错对烧结的促进作用。从而实现了材料的低温短时烧结。
[0021]3、本发明不仅能够实现纤维之间牢固的冶金结合，还避免了纤维内部晶粒的粗化，从而提高了不锈钢纤维烧结毡的力学性能。
[0022]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.一种烧结毡的制作工艺，其特征在于:包括以下步骤: 1)将不锈钢纤维毛毡通过输送推车输送至卧室真空烧结炉内，而后关闭真空烧结炉的炉门，将真空烧结炉的内部抽真空，真空度<0.1Pa，而后将真空烧结炉内的温度上升至.400-500°C，上升完成后保持加热温度lh-3h，保持完成后降温至100-150摄氏度，保持降温温度10-25min，而后降温至常温进行低温烧结处理，常温为10-26°C，得到初态烧结毡； 2)采用液压机将步骤I)中所得到的初态烧结毡进行压缩，直至初态烧结毡的孔隙率下降至50%-60%，而后再将压缩完成的初态烧结毡至于真空烧结炉中，关闭炉门，将真空烧结炉的内部抽真空，真空度<0.01Pa，而后将真空烧结炉内的温度缓慢提升至800-950°C，提升完成后保持加热温度30-45min，进行加热烧结，保温完成后，将真空烧结炉的炉内温度下降至300-450°C，保持10-15min后再将真空烧结炉的炉内温度下降至200-250°C，保持5-lOmin，最后冷却至常温，即得到本发明的烧结毡。2.根据权利要求1所述的烧结毡的制作工艺，其特征在于:步骤I)中的不锈钢纤维毛毡的直径小于8微米，所述不锈钢纤维毛毡的长度小于100微米。3.根据权利要求1所述的烧结毡的制作工艺，其特征在于:步骤I)中的真空度为.0.05Pao4.根据权利要求1所述的烧结毡的制作工艺，其特征在于:步骤I)中的真空度为.0.06Pao5.根据权利要求1所述的烧结毡的制作工艺，其特征在于:步骤I)中的真空度为.0.008Pao
【文档编号】B22F3/16GK105880595SQ201610227617
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】张国梁
【申请人】浙江省浦江县畅达有限公司